המחברים מודים לכל הצוותים הקליניים התורמים מדי יום לטיפול בחולי מוח באוניברסיטת קליפורניה בסן אס.אס.די.

1. הגדרת סימולטור
<ol><li>לפני כל ההליכים, הרכיבו את הסימולטור כפי שמוצג באיור 1 והפעילו אותו. עיין בטבלה 1 לקבלת הרשימה המלאה של ציוד הסימולטור הדרוש להשלמת כל הדמיה.</li>
	<li>בחר את תרחיש המטופל באמצעות ממשק התוכנה במחשב הנייד המצורף (איור 1C).</li>
	<li>בחרו במעטפת העורקים המתאימה או בהנחיית קטטר מהתפריט הנפתח. אין צורך להכניס זאת פיזית כחלק מהסימולציה, אלא לפעול כאתר הגישה לירך ולאפשר כניסה עוקבת של חוטים וצנתרים למערכת (איור 1D). גדלי נדן/מדריך ספציפיים עבור כל תרחיש נידונים להלן.</li>
	<li>בחרו בקטטרים המתאימים, בחוט המנחה ו/או במיקרו-מערכת בהתאם לתרחיש הספציפי כפי שנדון להלן (איור 1D).</li>
	<li>הפעל פלואורוסקופיה במישור A (PA) ו- B (לרוחב) בממשק התוכנה. הפעילו את הפלואורוסקופיה באמצעות דוושות כף הרגל (איור 1H)והתאימו הן את תנוחות המטופל והן את מיקום התמונה עם מוטות ההיגוי (איור 1I)עד לקבלת התצוגות הנכונות של PA והן של התצוגות הצדדיות.</li>
</ol>2. תרחיש חולה ראשון: אנגיוגרפיה של ארבעה כלי
הערה: תרחיש זה מתאר גבר בן 52 עם מפרצת מסוף קרוטיד שמאלית לא מרוסנת שנמצאה אגב בסריקת טומוגרפיה ממוחשבת (CT) ללא ניגודיות של הראש.
<ol><li>בחר נדן ירך 5-צרפתי, 0.035 במדריך, וצנתר אבחון 4-צרפתי מהתפריט הנפתח ככלים לשימוש בסימולציה זו.</li>
	<li>הכנס את חוט ההנחיה למכונת הסימולטור (איור 1D) עד שהוא נרשם במסך ההדמיה, מה שמאותת על כך שהגישה הושגה. קדם את המדריך עד שהוא יתחזה בצינור בית החזה היורד וימשיך אל קשת העורקים.</li>
	<li>כאשר המדריך הוא בבטחה בקשת האב העורקים, להחזיק את guidewire במקום ולהכניס קטטר אבחון על המדריך דרך נדן הירך מדומה לקשת האב העורקים.</li>
	<li>הסירו את חוט ההנחיה ונצלו את טכניקת נשיפת הפלואורוסקופיה על ידי לחיצה עדינה על מזרק הניגודיות (איור 1E)כדי לדמות הזרקת ניגודיות ולאפור בקצרה את כלי הדם כשהקטטר מתקדם לתוך העורק הרצוי.</li>
	<li>לאחר מכן, צרו מדריך מפת דרכים שמזריק ניגודיות למזרק הניגודיות (איור 1E)בעוד דוושת כף הרגל של הפלואורוסקופיה מדוכאת (איור 1H). לאחר מכן, הכנס מחדש את החוט כדי לצנתר באופן סלקטיבי את הכלי הרצוי, תוך קידום הקטטר מעל החוט. הסר את החוט עבור ריצות אנגיוגרפיה עוקבות. העורקים הפנימיים והחיצוניים של העורקים הימניים והשמאליים העורקים הראשיים והחיצוניים כולם צנתורים באמצעות טכניקה זו.</li>
	<li>באמצעות קטטר האבחון ומזרק הניגודיות הסימולטור (איור 1E), בצע אנגיוגרמה של כל אחת מהמחזורים הנ"ל על-ידי כך שתדכא את דוושת הפלואורוסקופיה(איור 1H)תוך הזרקת ניגודיות למזרק. השג תצוגות הגדלה גבוהה של המפרצת, במידת הצורך. סקור אנגיוגרמות להלימות לפני הסרת הקטטר.</li>
	<li>לאחר קבלת התמונות הדרושות, להסיר את קטטר אבחון / guidewire מן נדן הסימולציה. סגירה מדומה של אתר עורק הירך אינה מבוצעת.</li>
</ol>3. תרחיש חולה שני: מפרצת מסוף קרוטידים
הערה: תרחיש זה מתאר גבר בן 52 עם מפרצת קרוטינוס קרועה שמאלית ידועה, כאב ראש חמור, בדיקה לא ממוקדת, וציון סולם תרדמת גלזגו של 15.
<ol><li>בחר קטטר מדריך 6-צרפתי, 0.035 במדריך, וצנתר אבחון 4-צרפתי, מהתפריט הנפתח.</li>
	<li>הכנס קטטר אבחון מעל חוט מנחה לקשת האב העורקים כמו בשלבים 2.2-2.3.</li>
	<li>הכנס קטטר מנחה מעל קטטר האבחון דרך אתר הגישה לירך (איור 1D) לקשת האב העורקים.</li>
	<li>הסירו את חוט ההנחיה ויצרו מדריך מפת דרכים של עורק העורק הראשי המשותף השמאלי על ידי דוושת כף הרגל של מפת הדרכים המזריקה ניגודיות למזרק הניגודי (איור 1E)בעוד דוושת הרגל הפלואורוסקופית (איור 1H) מדוכאת.</li>
	<li>הכנס מחדש את גלגל ההדרכה וצנתר באופן סלקטיבי את עורק העורק הראשי המשותף השמאלי ואת עורק העורק הראשי הפנימי באמצעות פלואורוסקופיה ואת כיסוי מפת הדרכים הממחיש את צג הקרנת התמונה (איור 1B)על ידי הובלה עם המדריך וקידום קטטר האבחון וצנתר המדריך לאחר קבלת גישה בטוחה.</li>
	<li>כאשר קטטר המדריך נמצא בתוך עורק העורק הראשי הפנימי, הסר את קטטר האבחון והחוט ובצע ריצות אנגיוגרפיות של זרימת הדם המוחית הפנימית השמאלית על-ידי מדכא את דוושת הפלואורוסקופיה(איור 1H)תוך הזרקת ניגודיות למזרק (איור 1E).</li>
	<li>מדוד את המפרצת באמצעות אפשרות החישוב בממשק התוכנה (איור 1C). יש לזכור כי קוטר הסליל עבור הסליל הראשון צריך להיות 1 מ"מ רחב יותר מאשר קוטר מפרצת ממוצעת, לבחור סליל מתאים.</li>
	<li>בחרו מיקרו-קתאטר ומיקרו-חוט מהתפריט הנפתח.</li>
	<li>הכנס את המיקרו-קתטר והמיקרו-חוט דרך אתר הגישה לירך(איור 1D), ותחתהדרכת מפת דרכים המתקבלת כמו בשלב 3.6, צנתר באופן סלקטיבי את המפרצת באמצעות המיקרו-מערכת.</li>
	<li>הסירו את המיקרו-חוט, הכניסו את הסליל שנבחר קודם לכן דרך אתר הגישה לירך(איור 1D)וקידמו אותו באיטיות למפרצת.</li>
	<li>לאחר החדרת הגליל במלואו, בצע אנגיוגרמה מוחית אבחנתית על-ידי מדכא את דוושת הפלואורוסקופיה(איור 1H)תוך הזרקת ניגודיות למזרק והערכת הסבלנות של עורק האב ומילוי המפרצת. המטרה היא לשמור על patency של עורק האב או לחלוטין לסכל את המפרצת או לספק כיסוי מספיק של הכיפה או נקודת קרע המשוערת כדי להפחית כראוי את הסיכון לקרע.</li>
	<li>נתק את סליל התיל בממשק התוכנה (איור 1C) והסר את חוט הסליל. במידת הצורך, לחזור על שלבים 3.11 ו 3.12 עם סלילים נוספים עד ~ 30% חסימת מפרצת מתקבל.</li>
	<li>הסירו את המיקרו-קתטר והדריכו את הקטטר מאתר נדן הסימולציה (איור 1D). סגירה מדומה של אתר עורק הירך אינה מבוצעת.</li>
</ol>4. תרחיש חולה שלישי: פקקת עורק המוח באמצע שמאל
הערה: תרחיש זה מתאר נקבה בת 64 עם ציון סולם שבץ בריאותי של המכונים הלאומיים (NIHSS) של 12 לאפאזיה וחולשה בצד ימין שהיה ידוע לאחרונה כנורמלי 4 שעות קודם לכן. ראש CT חשף סימן עורק המוח האמצעי השמאלי hyperdense (MCA) ו אלברטה שבץ תוכנית CT מוקדם ציון (היבטים) של 10, אבל לא דימום. אנגיוגרמה CT הדגימה חסימה מלאה קטע M1 שמאל.
<ol><li>בחר קטטר מדריך 6-צרפתי, 0.035 במדריך, וצנתר אבחון 4-צרפתי, מהתפריט הנפתח.</li>
	<li>הכנס את קטטר המדריך לתוך עורק העורק הראשי הפנימי השמאלי ולבצע ריצות אנגיוגרפיות של זרימת המוח העורק הראשי הפנימי השמאלי כמתואר בשלבים 3.2-3.6.</li>
	<li>בחר מיקרו-קת'ר/מיקרו-חוט והתקן רטריבר סטנטים מהתפריט הנפתח.</li>
	<li>הכנס את המיקרו-קתאטר והמיקרו-חוט לאתר הגישה המדומה לירך (איור 1D) ולתוך עורק העורק הראשי הפנימי השמאלי.</li>
	<li>תחת הדרכה מפת דרכים שהושגה כמו בשלב 3.5, לקדם את microwire ו microcatheter לתוך MCA השמאלי בזהירות בעבר את אזור החסימה. סיבוכים אפשריים במהלך תמרון זה כוללים ניקוב כלי דם ו/או תסחיף קריש במורד הזרם.</li>
	<li>הסירו את המיקרו-חוט והכניסו התקן סטנט רטריבר לאתר הגישה המדומה לירך (איור 1D) והתקדמו לתוך הדיסטל MCA לגוש. לאחר מכן, להסיר את microcatheter, משאיר את סטנט רטריבר במקום ברמה של החסימה.</li>
	<li>הפעל שאיפה מדומה בממשק התוכנה (איור 1C), וחזור בו מהתקן סטנט רטריבר לתוך קטטר המדריך על ידי משיכת בחזרה על microwire.</li>
	<li>הסירו את שני סטנט רטריבר מאתר הגישה המדומה לירך (איור 1D).</li>
	<li>בצע אנגיוגרמה דרך קטטר המדריך על-ידי דכא את דוושת הפלואורוסקופיה(איור 1H)תוך הזרקת ניגודיות למזרק כדי להבטיח את הסרת החסימה.</li>
	<li>הסירו את קטטר המדריך מאתר נדן הסימולציה (איור 1D). סגירה מדומה של אתר עורק הירך אינה מבוצעת.</li>
</ol>

<ol>
	<li>See, K. W., Chui, K. H., Chan, W. H., Wong, K. C., Chan, Y. C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Evidence+for+Endovascular+Simulation+Training:+A+Systematic+Review.">Evidence for Endovascular Simulation Training: A Systematic Review.</a> European Journal of Vascular and Endovascular Surgery. 51 (3), 441-451 (2016).</li><li>Pannell, J. S., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Simulator-Based+Angiography+and+Endovascular+Neurosurgery+Curriculum:+A+Longitudinal+Evaluation+of+Performance+Following+Simulator-Based+Angiography+Training.">Simulator-Based Angiography and Endovascular Neurosurgery Curriculum: A Longitudinal Evaluation of Performance Following Simulator-Based Angiography Training.</a> Cureus. 8 (8), 756 (2016).</li><li>Liebig, T., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Metric-Based+Virtual+Reality+Simulation:+A+Paradigm+Shift+in+Training+for+Mechanical+Thrombectomy+in+Acute+Stroke.">Metric-Based Virtual Reality Simulation: A Paradigm Shift in Training for Mechanical Thrombectomy in Acute Stroke.</a> Stroke. 49 (7), 239-242 (2018).</li><li>Spiotta, A. M., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Diagnostic+angiography+skill+acquisition+with+a+secondary+curve+catheter:+phase+2+of+a+curriculum-based+endovascular+simulation+program.">Diagnostic angiography skill acquisition with a secondary curve catheter: phase 2 of a curriculum-based endovascular simulation program.</a> Journal of Neurointerventional Surgery. 7 (10), 777-780 (2015).</li><li>Spiotta, A. M., Rasmussen, P. A., Masaryk, T. J., Benzel, E. C., Schlenk, R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Simulated+diagnostic+cerebral+angiography+in+neurosurgical+training:+a+pilot+program.">Simulated diagnostic cerebral angiography in neurosurgical training: a pilot program.</a> Journal of Neurointerventional Surgery. 5 (4), 376-381 (2013).</li><li>Fargen, K. M., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Experience+with+a+simulator-based+angiography+course+for+neurosurgical+residents:+beyond+a+pilot+program.">Experience with a simulator-based angiography course for neurosurgical residents: beyond a pilot program.</a> Neurosurgery. 73, 46-50 (2013).</li><li>Fargen, K. M., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Simulator+based+angiography+education+in+neurosurgery:+results+of+a+pilot+educational+program.">Simulator based angiography education in neurosurgery: results of a pilot educational program.</a> Journal of Neurointerventional Surgery. 4 (6), 438-441 (2012).</li><li>Cates, C., L&#246;nn, L., Gallagher, A. G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Prospective,+randomised+and+blinded+comparison+of+proficiency-based+progression+full-physics+virtual+reality+simulator+training+versus+invasive+vascular+experience+for+learning+carotid+artery+angiography+by+very+experienced+operators.">Prospective, randomised and blinded comparison of proficiency-based progression full-physics virtual reality simulator training versus invasive vascular experience for learning carotid artery angiography by very experienced operators.</a> BMJ Simulation and Technology Enhanced Learning. 2, 1-5 (2016).</li><li>Guo, J., Jin, X., Guo, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Study+of+the+Operational+Safety+of+a+Vascular+Interventional+Surgical+Robotic+System.">Study of the Operational Safety of a Vascular Interventional Surgical Robotic System.</a> Micromachines. 9 (3), 119 (2018).</li><li>Tedesco, M. M., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Simulation-based+endovascular+skills+assessment:+the+future+of+credentialing.">Simulation-based endovascular skills assessment: the future of credentialing.</a> Journal of Vascular Surgery. 47 (5), 1008 (2008).</li></ol>

AAK קיבלה בעבר מענקים תחרותיים מקוביאן בע"מ ו Penumbra Inc. ומחזיקה בהסדרי ייעוץ להכשרת רופאים עם סטרייקר נוירוסקולרי, קובידיאן בע"מ, ו Penumbra Inc.JSP שימש כיועץ רפואי סטרייקר Neurovascular ו דארט NeuroScience LLC. ל-AAK ול-JSP אין אינטרסים כספיים ישירים הקשורים לעבודה זו. לשאר המחברים אין גילויים לגבי החומרים או השיטות המשמשים במחקר זה או הממצאים המפורטים במאמר זה.

ניתוח אנדוסקולרי הוא תחום מתרחב המציע גישת טיפול זעיר פולשנית למגוון פתולוגיות. הסיכונים המשמעותיים הכרוכים בפגיעות בכלי הדם בכל זאת מספקים אתגרים חינוכיים ייחודיים. עם ההתקדמות בהכשרה מבוססת סימולציה, החינוך של החניכים מאפשר כעת תרגול בסביבה נטולת סיכון המחקה מקרים בחיים האמיתיים. בהת...

הכשרה מבוססת סימולציה היא כלי חינוכי מבוסס למתאמנים רפואיים ומועילה במיוחד בתחומים בסיכון גבוה כגון נוירוכירורגיה אנדוסקולרית. קיימים מספר מכשירי אימון מציאות מדומה המשתמשים במערכות מבוססות קטטר, כגון סימולטור מנטור ANGIO (סימביוניקס בע"מ, איירפורט סיטי, ישראל) וסימולטורים VIST-C ו- VIST G5 (Mentice AB, גטבורג, שוודיה), עם גוף משמעותי של נתונים המדגים את התועלת של אימון על כשרון פרוצדורלי1. למרות התועלת של הסימולטורים, הוראות פרוצדורליות שלב אחר שלב לשימושם חסרות.
מוצג הוא פרוטוקול מפורט לשימוש בסימולטור מנטור ANGIO, מערכת התומכת בשיפורי כשירות בהליכי נוירוכירורגיה אנדוסקולריים נפוצים כולל אנגיוגרמה מוחית אבחנתית, כריתת פקקת מכנית ותסחיף סליל מפרצת2. עבודה קודמת מראה כי לאחר חניכים מכל הרמות ביצעו חמישה אנגיוגרמה מדומה, חמש פקקת, ועשרה תסחיף סליל מפרצת על סימולטור מנטור ANGIO, הם הציגו שיפורים משמעותיים בזמן פרוצדורלי, מינונים פלואורוסקופיה וניגודיות, ואירועים טכניים שליליים2.
ההוראות הבאות, שלב אחר שלב, מחולקות לתרחישי מקרה וניתן לשלבן בקלות בתוכנית לימודים להכשרה אקדמית לסטודנטים לרפואה, לתושבים או לעמיתים2. עם זאת יש לציין כי יש צורך בהבנה בסיסית של אנטומיה עורקית מוחית, אנגיוגרפיה וטיפולי שבץ ומפרצת כדי לייעל את הפוטנציאל החינוכי של מכשיר הסימולציה.
כל ההליכים המתוארים להלן (כלומר, אנגיוגרמה מוחית אבחנתית, סליל מפרצת מסוף קרוטידים, כריתת פקקת מכנית) יכולים להתבצע על ידי מפעיל יחיד באמצעות סימולטור מנטור ANGIO (סימביוניקס בע"מ) (איור 1). מכשיר אימון זה מאפשר למתאמנים נוירוכירורגיים בכל רמות המיומנות לקבל חשיפה לטכניקות אנדוסקולריות בסביבה פרה-קולינית, כאשר שלושת תרחישי המטופלים מנוצלים על סמך תוכנית לימודים שפורסמה בעבר לאימון אנגיוגרפיה מבוסס סימולטור2. כדי לשחזר טכניקות אנדוסקולריות עם נאמנות גבוהה, הסימולטור משתמש קטטרים בפועל חוטים הציג דרך יציאה דומה הסרעפת של נדן עורק הירך. החוטים והקטטרים עוסקים בגלגיליות פנימיות המתעדות תנועות סיבוביות ותרגומיות, המוצגות על הצגים. בחירות מכשירים וסימנים חיוניים למטופל גלויים גם למפעיל הסימולטור.

<table>
	<tbody>
		<tr>
			<td>ANGIO Mentor simulator</td>
			<td>Simbionix Ltd., Airport City, Israel</td>
			<td>N/a</td>
			<td>The setup for the ANGIO Mentor simulator includes the simulator housing as pictured in Figure 1: (A), an external monitor for image projection (x-ray, angiography; B), a laptop for interfacing with the Simbionix Software (C), the simulated femoral artery sheath (with an outer guide-catheter, inner diagnostic microcatheter and guidewire shown; D), a contrast syringe (E), an insufflator for balloon inflation (F), a stent delivery device (G; not used in these patient scenarios), foot pedals for fluoroscopy, roadmap guidance, and angiographic runs (H), and the operator control panel on the simulator housing where the operator is able to control patient and image intensifier positioning (I).</td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

simulator training for endovascular neurosurgery

אימון מבוסס סימולציה הפך לפרקטיקה נפוצה בהתמחויות רפואיות, במיוחד ללימוד מיומנויות מורכבות המבוצעות בסביבות בסיכון גבוה. בתחום הנוירוכירורגיה האנדווסקולרית, הדרישה לסביבות למידה נטולות השלכות וללא סיכון הובילה לפיתוח מכשירי סימולציה בעלי ערך למתאמנים רפואיים. מטרת פרוטוקול זה היא לספק הנחיות מאלפות לשימוש בסימולטור נוירוכירורגי אנדווסקולרי בסביבה אקדמית. הסימולטור מספק לחניכים את ההזדמנות לקבל משוב מציאותי על הידע שלהם באנטומיה, כמו גם משוב חיובי המעיד על הצלחתם בטיפול במערכות מבוססות קטטר ללא השלכות שליליות. התועלת של פרוטוקול ספציפי זה ביחס לאופנים אחרים אימון neuroendovascular נדון גם.

סימולטור מנטור ANGIO הוכח בעבר כדי לשפר את הכישורים של חניכים כירורגיים עם ניסיון נוירואנדווסקולרי משתנה בעת ביצוע אנגיוגרמה אבחון מדומה, פקקת, ותסחיף סליל מפרצת קרע בסביבה אקדמית2. במחקר זה, מדדי ביצועים עבור ההליכים הנ"ל הוקמו במהלך 30 ימים אצל סטודנט אחד לרפואה, תושב נוירוכירו...

Watch this Scientific Journal Video about Simulator Training for Endovascular Neurosurgery at JoVE.com

Simulator Training for Endovascular Neurosurgery

סימולציה של הליכים מורכבים בסיכון גבוה היא קריטית לחינוך החניכים הרפואיים. מתואר פרוטוקול להכשרת נוירוכירורגיה אנדוסקולרית מבוססת סימולטור בסביבה אקדמית מבוקרת. הפרוטוקול כולל הנחיות חורגות למתאמנים ברמות שונות, תוך דיון ביתרונות ובמגבלות של מודל זה.

אימון סימולטור לנוירוכירורגיה אנדוסקולרית

Simulation-based training has become common practice across medical specialties, especially for learning complex skills performed in high-risk ...

simulator-training-for-endovascular-neurosurgery

Research

JoVE Journal

Neuroscience

3.5K Views.  University of California. סימולציה של הליכים מורכבים בסיכון גבוה היא קריטית לחינוך החניכים הרפואיים. מתואר פרוטוקול להכשרת נוירוכירורגיה אנדוסקולרית מבוססת סימולטור בסביבה אקדמית מבוקרת. הפרוטוקול כולל הנחיות חורגות למתאמנים ברמות שונות, תוך דיון ביתרונות ובמגבלות של מודל זה.

Video: Simulator Training for Endovascular Neurosurgery

Focal Cerebral Ischemia Model by Endovascular Suture Occlusion of the Middle Cerebral Artery in the Rat

Stroke is the leading cause of disability and the third leading cause of death in adults worldwide1. In human stroke, there exists a highly variable clinical state; in the development of animal models of focal ischemia, however, achieving reproducibility of experimentally induced infarct volume is essential. The rat is a widely used animal model for stroke due to its relatively low animal husbandry costs and to the similarity of its cranial circulation to that of humans2,3. In humans, the middle cerebral artery (MCA) is most commonly affected in stroke syndromes and multiple methods of MCA occlusion (MCAO) have been described to mimic this clinical syndrome in animal models. Because recanalization commonly occurs following an acute stroke in the human, reperfusion after a period of occlusion has been included in many of these models. In this video, we demonstrate the transient endovascular suture MCAO model in the spontaneously hypertensive rat (SHR). A filament with a silicon tip coating is placed intraluminally at the MCA origin for 60 minutes, followed by reperfusion. Note that the optimal occlusion period may vary in other rat strains, such as Wistar or Sprague-Dawley. Several behavioral indicators of stroke in the rat are shown. Focal ischemia is confirmed using T2-weighted magnetic resonance images and by staining brain sections with 2,3,5-triphenyltetrazolium chloride (TTC) 24 hours after MCAO.

Surgical induction of ischemic brain damage in the rat is a widely used model for stroke research. Here we demonstrate the induction of focal cerebral ischemia by occlusion of the middle cerebral artery. Visualization of the resulting infarct by histological staining and magnetic resonance imaging is also shown.

דגם מרחק איסכמיה מוחית על ידי ספיגה תפר Endovascular של עורק המוח התיכון עכברוש

Stroke is the leading cause of disability and the third leading cause of death in adults worldwide1. In human stroke, there exists a highly variable ...

MPI CyberMotion Simulator: Implementation of a Novel Motion Simulator to Investigate Multisensory Path Integration in Three Dimensions

Path integration is a process in which self-motion is integrated over time to obtain an estimate of one's current position relative to a starting point 1. Humans can do path integration based exclusively on visual 2-3, auditory 4, or inertial cues 5. However, with multiple cues present, inertial cues - particularly kinaesthetic - seem to dominate 6-7. In the absence of vision, humans tend to overestimate short distances (&lt;5 m) and turning angles (&lt;30&deg;), but underestimate longer ones 5. Movement through physical space therefore does not seem to be accurately represented by the brain.
Extensive work has been done on evaluating path integration in the horizontal plane, but little is known about vertical movement (see 3 for virtual movement from vision alone). One reason for this is that traditional motion simulators have a small range of motion restricted mainly to the horizontal plane. Here we take advantage of a motion simulator 8-9 with a large range of motion to assess whether path integration is similar between horizontal and vertical planes. The relative contributions of inertial and visual cues for path navigation were also assessed.
16 observers sat upright in a seat mounted to the flange of a modified KUKA anthropomorphic robot arm. Sensory information was manipulated by providing visual (optic flow, limited lifetime star field), vestibular-kinaesthetic (passive self motion with eyes closed), or visual and vestibular-kinaesthetic motion cues. Movement trajectories in the horizontal, sagittal and frontal planes consisted of two segment lengths (1st: 0.4 m, 2nd: 1 m; &plusmn;0.24 m/s2 peak acceleration). The angle of the two segments was either 45&deg; or 90&deg;. Observers pointed back to their origin by moving an arrow that was superimposed on an avatar presented on the screen.
Observers were more likely to underestimate angle size for movement in the horizontal plane compared to the vertical planes. In the frontal plane observers were more likely to overestimate angle size while there was no such bias in the sagittal plane. Finally, observers responded slower when answering based on vestibular-kinaesthetic information alone. Human path integration based on vestibular-kinaesthetic information alone thus takes longer than when visual information is present. That pointing is consistent with underestimating and overestimating the angle one has moved through in the horizontal and vertical planes respectively, suggests that the neural representation of self-motion through space is non-symmetrical which may relate to the fact that humans experience movement mostly within the horizontal plane.

An efficient way to gain insight into how humans navigate themselves in three dimensions is described. The method takes advantage of a motion simulator capable of moving observers in ways unattainable by traditional simulators. Results confirm that movement in the horizontal plane is underestimated, while vertical movement is overestimated.

MPI Simulator CyberMotion: יישום Simulator תנועה חדשנית לחקר האינטגרציה נתיב רב חושיים בשלושה ממדים

Path integration is a process in which self-motion is integrated over time to obtain an estimate of one's current position relative to a starting point 1. ...

Extinction Training During the Reconsolidation Window Prevents Recovery of Fear

Fear is maladaptive when it persists long after circumstances have become safe. It is therefore crucial to develop an approach that persistently prevents the return of fear. Pavlovian fear-conditioning paradigms are commonly employed to create a controlled, novel fear association in the laboratory. After pairing an innocuous stimulus (conditioned stimulus, CS) with an aversive outcome (unconditioned stimulus, US) we can elicit a fear response (conditioned response, or CR) by presenting just the stimulus alone1,2 . Once fear is acquired, it can be diminished using extinction training, whereby the conditioned stimulus is repeatedly presented without the aversive outcome until fear is no longer expressed3. This inhibitory learning creates a new, safe representation for the CS, which competes for expression with the original fear memory4. Although extinction is effective at inhibiting fear, it is not permanent. Fear can spontaneously recover with the passage of time. Exposure to stress or returning to the context of initial learning can also cause fear to resurface3,4.
Our protocol addresses the transient nature of extinction by targeting the reconsolidation window to modify emotional memory in a more permanent manner. Ample evidence suggests that reactivating a consolidated memory returns it to a labile state, during which the memory is again susceptible to interference5-9. This window of opportunity appears to open shortly after reactivation and close approximately 6hrs later5,11,16, although this may vary depending on the strength and age of the memory15. By allowing new information to incorporate into the original memory trace, this memory may be updated as it reconsolidates10,11. Studies involving non-human animals have successfully blocked the expression of fear memory by introducing pharmacological manipulations within the reconsolidation window, however, most agents used are either toxic to humans or show equivocal effects when used in human studies12-14. Our protocol addresses these challenges by offering an effective, yet non-invasive, behavioral manipulation that is safe for humans.
By prompting fear memory retrieval prior to extinction, we essentially trigger the reconsolidation process, allowing new safety information (i.e., extinction) to be incorporated while the fear memory is still susceptible to interference. A recent study employing this behavioral manipulation in rats has successfully blocked fear memory using these temporal parameters11. Additional studies in humans have demonstrated that introducing new information after the retrieval of previously consolidated motor16, episodic17, or declarative18 memories leads to interference with the original memory trace14. We outline below a novel protocol used to block fear recovery in humans.

Conditioned fear can be diminished through an inhibitory process called extinction, but can resurface under conditions such as the passage of time or exposure to stress. Our protocol presents a novel way of preventing fear recovery by introducing extinction during the reconsolidation window (the re-storage phase of a reactivated memory).

אימון הכחדה במהלך חלון Reconsolidation מונע שחזור של פחד

Fear is maladaptive when it persists long after circumstances have become safe. It is therefore crucial to develop an approach that persistently prevents ...

Exposure of the Pig CNS for Histological Analysis: A Manual for Decapitation, Skull Opening, and Brain Removal

Pigs have become increasingly popular in large-animal translational neuroscience research as an economically and ethically feasible substitute to non-human primates. The large brain size of the pig allows the use of conventional clinical brain imagers and the direct use and testing of neurosurgical procedures and equipment from the human clinic. Further macroscopic and histological analysis, however, requires postmortem exposure of the pig central nervous system (CNS) and subsequent brain removal. This is not an easy task, as the pig CNS is encapsulated by a thick, bony skull and spinal column. The goal of this paper and instructional video is to describe how to expose and remove the postmortem pig brain and the pituitary gland in an intact state, suitable for subsequent macroscopic and histological analysis.

The goal of this paper and instructional video is to describe how to expose and remove the postmortem pig brain and pituitary gland in an intact state, suitable for subsequent macroscopic and histological analysis.

הסרת &quot;חוברת הדרכת עריפת הראש, פתיחת גולגולת, ו Brain: חשיפה של החזיר CNS לניתוח היסטולוגית

Pigs have become increasingly popular in large-animal translational neuroscience research as an economically and ethically feasible substitute to ...

Comprehensive Endovascular and Open Surgical Management of Cerebral Arteriovenous Malformations

Arteriovenious malformations (AVMs) are associated with significant morbidity and mortality, and have a rupture risk of ~3% per year. Treatment of AVMs must be tailored specifically to the lesion, with surgical resection being the gold standard for small, accessible lesions. Pre-operative embolization of AVMs can reduce nidal blood flow and remove high-risk AVM features such as intranidal or venous aneurysms, thereby simplifying a challenging neurosurgical procedure. Herein, we describe our approach for the staged endovascular embolization and open resection of AVMs, and highlight the advantages of having a comprehensively trained neurovascular surgeon leading a multi-disciplinary clinical team. This includes planning the craniotomy and resection to immediately follow the final embolization stage, thereby using a single session of anesthesia for aggressive embolization, and rapid resection. Finally, we provide a representative case of a 22-year-old female with an unruptured right frontal AVM diagnosed during a seizure workup, who was successfully treated via staged embolizations followed by open surgical resection.

Surgery is the gold standard for accessible arteriovenious malformations (AVMs), and pre-operative embolization can simplify this procedure. We describe our approach for staged endovascular embolization and open resection of AVMs, and provide a representative clinical example highlighting the advantages of a comprehensively trained neurovascular surgeon leading a multi-disciplinary clinical team.

Endovascular מקיף וניהול כירורגית פתוחה של מומים מוחית עורקית

Arteriovenious malformations (AVMs) are associated with significant morbidity and mortality, and have a rupture risk of ~3% per year. Treatment of AVMs ...

A Protocol for the Administration of Real-Time fMRI Neurofeedback Training

Neurologic disorders are characterized by abnormal cellular-, molecular-, and circuit-level functions in the brain. New methods to induce and control neuroplastic processes and correct abnormal function, or even shift functions from damaged tissue to physiologically healthy brain regions, hold the potential to dramatically improve overall health. Of the current neuroplastic interventions in development, neurofeedback training (NFT) from functional Magnetic Resonance Imaging (fMRI) has the advantages of being completely non-invasive, non-pharmacologic, and spatially localized to target brain regions, as well as having no known side effects. Furthermore, NFT techniques, initially developed using fMRI, can often be translated to exercises that can be performed outside of the scanner without the aid of medical professionals or sophisticated medical equipment. In fMRI NFT, the fMRI signal is measured from specific regions of the brain, processed, and presented to the participant in real-time. Through training, self-directed mental processing techniques, that regulate this signal and its underlying neurophysiologic correlates, are developed. FMRI NFT has been used to train volitional control over a wide range of brain regions with implications for several different cognitive, behavioral, and motor systems. Additionally, fMRI NFT has shown promise in a broad range of applications such as the treatment of neurologic disorders and the augmentation of baseline human performance. In this article, we present an fMRI NFT protocol developed at our institution for modulation of both healthy and abnormal brain function, as well as examples of using the method to target both cognitive and auditory regions of the brain.

The ability to induce and/or control neural plasticity may be critical in future treatments for neurologic disorders and the recovery from brain injury. In this paper, we present a protocol on the use of neurofeedback training with functional magnetic resonance imaging to modulate human brain function.

פרוטוקול עבור fMRI ניהול בזמן אמת Neurofeedback אימונים

Neurologic disorders are characterized by abnormal cellular-, molecular-, and circuit-level functions in the brain. New methods to induce and control ...

Fiber Connections of the Supplementary Motor Area Revisited: Methodology of Fiber Dissection, DTI, and Three Dimensional Documentation

The purpose of this study is to show the methodology for the examination of the white matter connections of the supplementary motor area (SMA) complex (pre-SMA and SMA proper) using a combination of fiber dissection techniques on cadaveric specimens and magnetic resonance (MR) tractography. The protocol will also describe the procedure for a white matter dissection of a human brain, diffusion tensor tractography imaging, and three-dimensional documentation. The fiber dissections on human brains and the 3D documentation were performed at the University of Minnesota, Microsurgery and Neuroanatomy Laboratory, Department of Neurosurgery. Five postmortem human brain specimens and two whole heads were prepared in accordance with Klingler's method. Brain hemispheres were dissected step by step from lateral to medial and medial to lateral under an operating microscope, and 3D images were captured at every stage. All dissection results were supported by diffusion tensor imaging. Investigations on the connections in line with Meynert's fiber tract classification, including association fibers (short, superior longitudinal fasciculus I and frontal aslant tracts), projection fibers (corticospinal, claustrocortical, cingulum, and frontostriatal tracts), and commissural fibers (callosal fibers) were also conducted.

The purpose of this study is to show each step of the fiber dissection technique on human cadaveric brains, the 3D documentation of these dissections, and the diffusion tensor imaging of the anatomically dissected fiber pathways.

סיבים חיבורים של אזור המשלים המשולב Revisited: מתודולוגיה של פיזור דיסק, DTI, ו 3 תיעוד מימדי

The purpose of this study is to show the methodology for the examination of the white matter connections of the supplementary motor area (SMA) complex ...

Optimized Management of Endovascular Treatment for Acute Ischemic Stroke

This manuscript describes a streamlined protocol for the management of patients with acute ischemic stroke, which aims at the minimization of time from hospital admission to reperfusion. Rapid restoration of cerebral blood flow is essential for the outcomes of patients with acute ischemic stroke. Endovascular treatment (EVT) has become the standard of care to accomplish this in patients with acute stroke due to large vessel occlusion (LVO). To achieve reperfusion of ischemic brain regions as fast as possible, all in-hospital time delays have to be carefully avoided. Therefore, management of patients with acute ischemic stroke was optimized with an interdisciplinary standard operating procedure (SOP). Stroke neurologists, diagnostic as well as interventional neuroradiologists, and anesthesiologists streamlined all necessary processes from patient admission and diagnosis to EVT of eligible patients. Target times for every step were established. Actually achieved times were prospectively recorded along with clinical data and imaging scores for all endovascularly treated stroke patients. These data were regularly analyzed and discussed in interdisciplinary team meetings. Potential issues were evaluated and all staff involved was trained to adhere to the SOP. This streamlined patient management approach and enhanced interdisciplinary collaboration reduced time from patient admission to reperfusion significantly and was accompanied by a beneficial effect on clinical outcomes.

The outcome of patients with acute ischemic stroke depends on swift restoration of cerebral blood flow. This protocol aims at optimizing the management of such patients by minimizing peri-procedural timings and rendering the time from hospital admission to reperfusion as short as possible.

ניהול מיטבי של טיפול Endovascular שבץ איסכמי אקוטי

This manuscript describes a streamlined protocol for the management of patients with acute ischemic stroke, which aims at the minimization of time from ...

Real-Time fMRI Brain Mapping in Animals

Dynamic fMRI responses vary largely according to the physiological conditions of animals either under anesthesia or in awake states. We developed a real-time fMRI platform to guide experimenters to monitor fMRI responses instantaneously during acquisition, which can be used to modify the physiology of animals to achieve desired hemodynamic responses in animal brains. The real-time fMRI set-up is based on a 14.1T preclinical MRI system, enabling the real-time mapping of dynamic fMRI responses in the primary forepaw somatosensory cortex (FP-S1) of anesthetized rats. Instead of a retrospective analysis to investigate confounding sources leading to the variability of fMRI signals, the real-time fMRI platform provides a more effective scheme to identify dynamic fMRI responses using customized macro-functions and a common neuroimage analysis software in the MRI system. Also, it provides immediate troubleshooting feasibility and a real-time biofeedback stimulation paradigm for brain functional studies in animals.

Animal brain functional mapping can benefit from the real-time functional magnetic resonance imaging (fMRI) experimental set-up. Using the latest software implemented in the animal MRI system, we established a real-time monitoring platform for small animal fMRI.

מיפוי מוח fMRI בזמן אמת בבעלי חיים

Dynamic fMRI responses vary largely according to the physiological conditions of animals either under anesthesia or in awake states. We developed a ...

Endovascular Perforation Model for Subarachnoid Hemorrhage Combined with Magnetic Resonance Imaging (MRI)

The endovascular filament perforation model to mimic subarachnoid hemorrhage (SAH) is a commonly used model - however, the technique can cause a high mortality rate as well as an uncontrollable volume of SAH and other intracranial complications such as stroke or intracranial hemorrhage. In this protocol, a standardized SAH mouse model is presented, induced by endovascular filament perforation, combined with magnetic resonance imaging (MRI) 24 h after operation to ensure the correct bleeding site and exclude other relevant intracranial pathologies. Briefly, C57BL/6J mice are anesthetized with an intraperitoneal ketamine/xylazine (70 mg/16 mg/kg body weight) injection and placed in a supine position. After midline neck incision, the common carotid artery (CCA) and carotid bifurcation are exposed, and a 5-0 non-absorbable monofilament polypropylene suture is inserted in a retrograde fashion into the external carotid artery (ECA) and advanced into the common carotid artery. Then, the filament is invaginated into the internal carotid artery (ICA) and pushed forward to perforate the anterior cerebral artery (ACA). After recovery from surgery, mice undergo a 7.0 T MRI 24 h later. The volume of bleeding can be quantified and graded via postoperative MRI, enabling a robust experimental SAH group with the option to perform further subgroup analyses based on blood quantity.

Endovascular Perforation Model for Subarachnoid Hemorrhage Combined with Magnetic Resonance Imaging MRI

Here we present a standardized SAH mouse model, induced by endovascular filament perforation, combined with magnetic resonance imaging (MRI) 24 h after operation to ensure the correct bleeding site and exclude other relevant intracranial pathologies.

מודל ניקוב אנדווסקולרי לדימום תת-עכבישי בשילוב עם דימום תהודה מגנטית (MRI)

The endovascular filament perforation model to mimic subarachnoid hemorrhage (SAH) is a commonly used model - however, the technique can cause a high ...